Condutância térmica de contato
Em física, condutância térmica de contato é o estudo da condução térmica entre corpos sólidos em contato. O coeficiente de contato térmico, , é uma propriedade indicando a condutividade térmica, ou habilidade em conduzir calor, entre dois corpos em contato. O inverso desta propriedade é a propriedade da resistência térmica de contato.
Definição
[editar | editar código-fonte]Quando dois corpos sólidos entram em contato, tal como A e B na Figura 1, o calor flui do corpo mais quente para o corpo mais frio. A partir da experiência, o perfil de temperatura ao longo dos dois corpos varia, aproximadamente, como mostrado na figura. A queda de temperatura é observada na interface entre as duas superfícies em contato. Este fenômeno é dito ser um resultado de uma resistência térmica de contato existindo entre as superfícies em contato. A resistência térmica de contato é definida como a razão entre esta queda de temperatura e o fluxo de calor médio através da interface.[1]
De acordo com a lei de Fourier, o fluxo de calor entre os corpos é encontrado pela relação:
- (1)
onde é o fluxo de calor, é a condutividade térmica, é a área da seção transversal e é o gradiente de temperatura na direção do fluxo.
Das considerações de conservação de energia, o fluxo de calor entre os dois corpos em contato, corpos A e B, é encontrado por:
- (2)
Pode-se observar que o fluxo de calor está diretamente relacionada à condutividade térmica dos corpos em contato, e , a área de contato, e a resistência térmica de contato, , a qual, como previamente notado, é o inverso do coeficiente de condutância térmica, .
Importância
[editar | editar código-fonte]A condutância térmica de contato é um importante fator numa variedade de aplicações, principalmente porque muitos sistemas físicos contém uma combinação mecânica de dois materiais. Alguns dos campos onde a condutância térmica de contato é importante são:[2][3][4]
- Eletrônica
- Empacotamento eletrônico (electronic packaging)
- Dissipadores de calor
- Brackets
- Indústria
- Resfriamento de reatores nucleares
- Resfriamento de turbina a gás
- Motores de combustão interna
- Trocadores de calor
- Isolamento térmico
- Voo
- Veículos de voo hipersônico
- Monitoração térmica para veículos espaciais
Fatores que influenciam a condutância de contato
[editar | editar código-fonte]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7d/Solids_in_contact.svg/150px-Solids_in_contact.svg.png)
Referências
- ↑ Holman, J. P. (1997). Heat Transfer, 8th Edition. [S.l.]: McGraw-Hill
- ↑ Fletcher, L. S. (novembro de 1988). «Recent Developments in Contact Conductance Heat Transfer». Journal of Heat Transfer
- ↑ Madhusudana, C. V.; Ling, F. F. (1995). Thermal Contact Conductance. [S.l.]: Springer
- ↑ Lambert, M. A.; Fletcher, L. S. (novembro de 1997). «Thermal Contact Conductance of Spherical Rough Metals». Journal of Heat Transfer